纤维素-三-（4-甲基苯甲酸酯）磁性手性拆分材料的制备

发布时间：2017-07-16 20:30

  本文关键词：纤维素-三-（4-甲基苯甲酸酯）磁性手性拆分材料的制备

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【摘要】：手性在自然界和生命系统中具有重要意义,不同的对映体药物往往表现出不同的药理学和毒理学活性,因此获得单一对映体药物在分析化学、食品科学、医学等领域均有着非常重要的现实意义。为大量获得光学纯的手性对映体,已发展出多种技术,其中色谱分离技术最广泛使用。磁性手性拆分色谱材料由于同时具有磁响应性与手性拆分能力,在手性拆分方面展现出分离方式简单快速、经济效益高等诸多特点而备受青睐。本论文从快速、简单、环保的角度出发,成功制备出两种手性拆分试剂与磁性粒子的新型复合材料。具体研究内容如下:(1)涂覆法制备纤维素-三-(4-甲基苯甲酸酯)磁性手性拆分材料首先,在无水吡啶中以4-甲基苯甲酰氯为衍生化试剂对微晶纤维素进行改性,制备手性拆分试剂——纤维素-三-(4-甲基苯甲酸酯)(Cellulose tris-4-methyl-benzoate,CTMB);然后,在CHCl3溶液中将CTMB直接涂覆于四氧化三铁(Fe3O4)的表面,便得到CTMB修饰的磁性颗粒(Fe3O4@CTMB)。通过透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对所制备的Fe3O4@CTMB进行表征,证明CTMB成功涂覆于Fe3O4表面;热重分析(TGA)结果显示CTMB含量为5.45%;Fe3O4@CTMB表现出良好的磁响应性能。以S-布洛芬为吸附对象,等温实验表明Fe3O4@CTMB对S-布洛芬的吸附符合Langmuir吸附,饱和吸附量为2.20 mg/g。研究了Fe3O4@CTMB对消旋布洛芬与尼莫地平的手性拆分能力,结果显示Fe3O4@CTMB对S-布洛芬和R-尼莫地平的吸附能力强于R-布洛芬和S-尼莫地平,说明Fe3O4@CTMB具有一定的手性选择性。同时该材料还具备良好的重复使用性。(2)静电纺丝技术制备纤维素-三-(4-甲基苯甲酸酯)磁性手性微球将静电纺丝技术应用于磁性手性拆分材料的制备。为了保证磁响应性以及静电纺丝产物为均匀的球形,首先对CTMB浓度进行了优化,最终选择18 wt%为最佳浓度。通过扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重(TGA)对所制备的材料进行表征,证明通过静电纺丝技术,Fe3O4成功包埋于CTMB内部,所制备的微球直径在800 nm-2μm范围内,CTMB含量高达94.5%,其在外加磁场的作用下,30 s可实现固液分离。以S-布洛芬为研究对象,等温实验表明E-Fe3O4@CTMB对S-布洛芬的吸附符合Langmuir吸附模型,饱和吸附量为7.68 mg/g。通过直接和多级拆分实验证明,E-Fe3O4@CTMB对S-布洛芬的作用力强于R-布洛芬,进行多级操作后可实现对S-布洛芬的富集。(3)静电纺丝制备纤维素-二醋酸酯磁性微球为考察静电纺丝技术在制备手性拆分材料上的通用性以及纤维素-二醋酸酯(Cellulose diacetate,CDA)能否作为新型手性拆分试剂,本章以CDA为手性拆分试剂,通过静电纺丝技术将其与Fe3O4制备成磁性复合微球。对所得产物进行了一系列表征:通过FT-IR表征可以得知,复合材料中既有大量CDA的特征峰还有Fe3O4的特征峰;TEM结果显示,Fe3O4成功包埋于CDA内部。上述表征结果说明通过静电纺丝成功制备了E-Fe3O4@CDA磁性微球。此外,E-Fe3O4@CDA表现出良好的磁响应性能。以消旋布洛芬为拆分目标,初步分析了E-Fe3O4@CDA的手性拆分能力。
【关键词】：手性拆分 磁性 纤维素-三-(4-甲基苯甲酸酯) 纤维素-二醋酸酯
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ340.64;TB33
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-24
• 1.1 手性简介及拆分意义9-10
• 1.2 光学纯手性药物的获得途径10-12
• 1.2.1 溶剂萃取法10
• 1.2.2 不对称合成法10-11
• 1.2.3 手性拆分法11-12
• 1.3 手性选择试剂的分类12-14
• 1.3.1 环糊精及其衍生物类12
• 1.3.2 大环抗生素类12-13
• 1.3.3 蛋白质类13
• 1.3.4 多糖及其衍生物类13-14
• 1.4 手性拆分材料的类型及其制备方法14-18
• 1.4.1 以SiO_2为载体的CSPs14-16
• 1.4.2 聚合物CSPs16-17
• 1.4.3 手性MOFs17-18
• 1.4.4 手性选择剂修饰的金属及金属氧化物颗粒18
• 1.4.5 纤维素手性拆分材料制备方法总结18
• 1.5 静电纺丝技术18-19
• 1.6 磁性材料在手性拆分中的应用19-22
• 1.6.1 β-环糊类磁性手性材料20
• 1.6.2 蛋白类磁性手性材料20-21
• 1.6.3 多糖类磁性手性材料21-22
• 1.7 选题意义和研究内容22-24
• 1.7.1 选题意义22-23
• 1.7.2 研究内容23-24
• 第二章 涂覆法制备纤维素-三-（4-甲基苯甲酸酯）磁性手性拆分材料24-34
• 2.1 引言24-25
• 2.2 实验部分25-27
• 2.2.1 实验试剂及仪器25-26
• 2.2.2 磁性微球Fe_3O_4的制备26
• 2.2.3 纤维素衍生物CTMB的合成26
• 2.2.4 磁性手性拆分材料Fe_3O_4@CTMB的制备26
• 2.2.5 Fe_3O_4@CTMB的表征26
• 2.2.6 Fe_3O_4@CTMB对布洛芬的吸附及其重复使用性26-27
• 2.2.7 使用Fe_3O_4@CTMB直接手性分离两种外消旋药物及HPLC分析27
• 2.3 结果与讨论27-33
• 2.3.1 Fe_3O_4@CTMB的制备27-28
• 2.3.2 Fe_3O_4@CTMB的表征28-30
• 2.3.3 Fe_3O_4@CTMB对布洛芬的吸附及其重复使用性30-31
• 2.3.4 Fe_3O_4@CTMB对外消旋化合物的直接分离结果分析31-33
• 2.4 小结33-34
• 第三章 静电纺丝制备纤维素-三-（4-甲基苯甲酸酯）磁性手性微球34-45
• 3.1 引言34
• 3.2. 实验部分34-37
• 3.2.1 实验试剂及仪器34-35
• 3.2.2 磁性微球Fe_3O_4的制备35
• 3.2.3 纤维素衍生物CTMB的合成35
• 3.2.4 静电纺丝制备磁性E-Fe_3O_4@CTMB手性拆分材料35-36
• 3.2.5 表征36
• 3.2.6 E-Fe_3O_4@CTMB对布洛芬的吸附36-37
• 3.2.7 E-Fe_3O_4@CTMB进行手性拆分及HPLC分析37
• 3.3 结果与讨论37-44
• 3.3.1 静电纺丝参数的优化37-38
• 3.3.2 材料的表征38-40
• 3.3.3 Fe_3O_4@CTMB对布洛芬的吸附40-42
• 3.3.4 用Fe_3O_4@CTMB手性拆分研究42-44
• 3.4 小结44-45
• 第四章 静电纺丝制备纤维素-二醋酸酯磁性微球45-51
• 4.1 前言45
• 4.2. 实验部分45-47
• 4.2.1 实验试剂及仪器45-46
• 4.2.2 磁性微球Fe_3O_4的制备46
• 4.2.3 磁性Fe_3O_4@CDA复合材料的制备46
• 4.2.4 E-Fe_3O_4@CDA的表征46
• 4.2.5 E-Fe_3O_4@CDA手性拆分能力初探46-47
• 4.3 结果与讨论47-50
• 4.3.1 E-Fe_3O_4@CDA的表征47-48
• 4.3.2 E-Fe_3O_4@CDA对布洛芬的拆分48-50
• 4.4 小结50-51
• 全文总结51-52
• 参考文献52-60
• 硕士在读期间发表论文情况60-61
• 致谢61-63

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本文编号：550481